KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2013

PYTANIE NR 21.
Rysunek przedstawia przebieg prostokątny o współczynniku wypełnienia równym
Ilustracja przedstawia wykres przebiegu prostokątnego, który jest często używany w kontekście technicznym, szczególnie w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik wypełnienia przebiegu prostokątnego to stosunek czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu sygnału. Jeśli na rysunku czas "1" jest równy czasowi "0", to stan wysoki zajmuje połowę okresu. Taki przebieg ma wypełnienie 50%.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik wypełnienia (duty cycle) przebiegu prostokątnego opisuje, jaką część jednego okresu sygnał pozostaje w stanie wysokim. Najczęściej przyjmuje się definicję:

wypełnienie = (czas stanu wysokiego) / (okres) · 100%

Na rysunku należy więc porównać czas trwania poziomu wysokiego (impulsu, "1") z całym okresem, czyli z sumą czasu stanu wysokiego i czasu stanu niskiego ("0"). Gdy czas stanu wysokiego jest dokładnie równy czasowi stanu niskiego, oznacza to, że połowa okresu przypada na "1", a druga połowa na "0". W takim przypadku wypełnienie wynosi 50%.

Dlaczego pozostałe wartości nie pasują?

  • 25% oznaczałoby, że stan wysoki trwa tylko jedną czwartą okresu, a stan niski trzy czwarte. Na wykresie impuls byłby wyraźnie krótszy niż przerwa.
  • 0% oznaczałoby brak stanu wysokiego (sygnał cały czas w "0"). Nie byłoby widocznych impulsów.
  • 100% oznaczałoby stały stan wysoki (sygnał cały czas w "1"). Nie byłoby widocznych przerw.

W praktyce (np. w serwisie urządzeń telekomunikacyjnych) wypełnienie odczytuje się z ekranu oscyloskopu lub z dokumentacji sygnału. Typowym błędem jest wybieranie 50% "bo często tak bywa" zamiast rzeczywistego odczytu czasu trwania impulsu i okresu. Warto też zwracać uwagę na skalę czasu i to, czy mierzony jest stan wysoki czy niski (zależnie od konwencji opisu sygnału).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To procentowy udział czasu, w którym sygnał jest w stanie wysokim, w całym okresie. Najczęściej liczy się go jako (czas stanu wysokiego / okres) × 100%. Pomaga opisać, czy impuls jest "krótki" czy "długi" względem całego cyklu.
Podstaw do wzoru: wypełnienie = (tH / T) × 100%, gdzie tH to czas stanu wysokiego, a T to okres. Przykład: tH=2 ms i T=4 ms daje 50%. To dokładnie ta logika, którą stosuje się przy odczycie z wykresu.
Bo okres T składa się z dwóch równych części: tH i tL. Jeśli tH=tL, to tH stanowi połowę T. Połowa wyrażona w procentach to 50%. Taki przebieg bywa nazywany "symetrycznym" prostokątem.
Nie. Wypełnienie jest parametrem czasowym, więc zależy od długości impulsu i okresu, a nie od tego, jakie napięcie ma stan wysoki. Amplituda (np. 3,3 V lub 5 V) wpływa na poziomy logiczne, ale nie zmienia procentowego udziału czasu trwania impulsu.
Najpierw wyznacz jeden okres (od zbocza do kolejnego takiego samego zbocza). Następnie zmierz czas trwania stanu wysokiego w tym okresie. Podziel tH przez T i pomnóż przez 100%. W wielu oscyloskopach można też włączyć automatyczny pomiar "duty".
Często przy sygnałach zegarowych i przebiegach testowych, gdzie zależy na symetrii czasów "1" i "0". Taki sygnał ułatwia analizę na oscyloskopie i bywa stosowany w generatorach lub w prostych układach cyfrowych jako sygnał odniesienia.
0% oznacza, że stan wysoki nie występuje (sygnał jest cały czas w stanie niskim). 100% oznacza odwrotnie: sygnał jest stale w stanie wysokim i nie ma przerw. W obu przypadkach nie ma typowych impulsów prostokątnych, bo brak przełączeń w czasie.
Najczęstsze to: ocenianie "na oko" bez sprawdzenia skali czasu, mylenie okresu z szerokością impulsu oraz wybór 50% tylko dlatego, że jest popularne. Zdarza się też pomylenie, czy liczymy czas stanu wysokiego, czy niskiego, jeśli rysunek nie jest jednoznaczny.
Nie. Częstotliwość mówi, ile okresów występuje w jednej sekundzie (f=1/T). Wypełnienie mówi, jaką część pojedynczego okresu zajmuje stan wysoki. Można mieć tę samą częstotliwość, ale różne wypełnienie (np. 10%, 50%, 90%). To niezależne parametry.
Przy 25% impuls (stan wysoki) jest wyraźnie krótszy: zajmuje około 1/4 okresu, a przerwa 3/4. Przy 75% jest odwrotnie: impuls trwa około 3/4 okresu. Dobrą metodą jest podzielenie okresu na cztery równe części według skali czasu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 66% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Współczynnik wypełnienia przebiegu prostokątnego to stosunek czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu sygnału."

Źródła:

  • Wikipedia (pl): "Współczynnik wypełnienia" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Wsp%C3%B3%C5%82czynnik_wype%C5%82nienia (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "Duty Cycle" – https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-4/duty-cycle/ (dostęp: 2026-03-01)
  • Tektronix Glossary: "Duty Cycle" – https://www.tek.com/en/glossary/duty-cycle (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektroniki: rozdział o przebiegach okresowych i parametrach czasowych sygnału
  • Instrukcja obsługi oscyloskopu: pomiary czasu impulsu i współczynnika wypełnienia
  • Materiały dydaktyczne o sygnałach cyfrowych (TTL/CMOS) i ich parametrach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego